Falt-Roboter für Noteinsätze

US-Forscher haben einen Roboter konstruiert, der aus flachen Lagen aus Papier und Plastik besteht, sich selbst zu einem Roboter faltet, und dann eigenständig los läuft. Die Maschine könnte zukünftig in Katastrophengebieten zum Einsatz kommen.

Die drei Phasen der Entfaltung des Origami-Roboters.

Bildlegende: Aufbau des Roboters: Innert weniger Minuten steht der komplette Roboter. Er bewegt sich mit 5,4 Zentimetern pro Sekunde. Seth Kroll, Wyss Institute

Zuerst ist nichts als ein Papier- und Plastik-Bogen mit eingebauter Elektronik. Dann beginnt der Roboter, sich selbst zu falten. Erst ein Scharnier, dann das nächste – und innerhalb von wenigen Minuten steht er aufrecht und ist einsatzbereit.

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Origami-Roboter: So baut er sich auf

1:11 min, vom 7.8.2014

US-Forscher der Harvard-Universität in Cambridge präsentieren ihre Entwicklung im Fachblatt «Science». Ihr Origami-Roboter ist demnach der erste, der sich selbst aufbauen und dann ohne menschliche Hilfe eine Handlung ausführen kann.

Einsatz in Extremsituationen

Die Technik könnte für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden, betonen die Forscher. Ihnen schwebt beispielsweise ein Einsatz in der Raumfahrt vor: Ein Stapel Robotersatelliten würde zusammengepresst ins All geschickt wird und kann sich dort dann selbst auffalten.

Denkbar sind auch Rettungsroboter, die nach Erdbeben im flachen Zustand in Hohlräume geschickt werden, wo sie sich aufklappen und nach Verschütteten suchen. Aber auch selbst entfaltende Schutzräume für Katastrophengebiete oder selbst aufbauende Möbel wären vorstellbar. Der Vorteil dieser Methode: Sie ist schnell und günstig.

Hitze bewirkt Entfaltung

Der Roboter besteht aus Papier und dem Kunststoff Polystyrol, der ein Formgedächtnis hat und sich wölben kann – eine entscheidende Voraussetzung für den Origami-Roboter. Spezielle Scharniere verformen sich bei Hitze in zuvor programmierten Winkeln. Dafür erhitzt der Roboter die Scharniere in einer bestimmten Reihenfolge auf rund 100 Grad Celsius. Im Zentrum trägt er einen elektronischen Schaltkreis, der als Hirn dient.

Sobald er seine endgültige Form hat und das Polystyrol nach etwa vier Minuten abgekühlt und hart ist, kriecht der Roboter mithilfe zweier Motoren davon. Er ist bis zu 5,4 Zentimeter pro Sekunde schnell – grob 0,12 Kilometer pro Stunde. Der gesamte Prozess benötigt in etwa die Energie einer herkömmlichen AA-Batterie, die auch in TV-Fernbedienungen oder Weckern zum Einsatz kommet.

Wunderwerk Origami

Mathematisch ist es möglich, jede geometrische Form aus einem einzigen Blatt Papier zu falten. Um die genaue Faltung ihres Roboters zu berechnen, nutzten die Forscher eine spezielle 3-D-Software namens «Origamizer». Sie generiert teils hochkomplexe Faltmuster für jede erdenkliche Form.